純正弦逆變
                                ------數(shù)字芯片的設(shè)計(jì)與選擇:HT1215,HT1225,HT1212
首先感謝諸君對(duì)該題目的關(guān)注!我們將陸續(xù)上傳有關(guān)的內(nèi)容,在這里也邀請(qǐng)各位方便時(shí)到我們網(wǎng)站上看看(http://www.harmotech.cn/).提前謝謝大家了,多多指教!
這次上傳的內(nèi)容是泓芯泰業(yè)公司在中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電力電子學(xué)會(huì)第十屆學(xué)術(shù)年會(huì)主題報(bào)告內(nèi)容的摘錄.

1． 引言
在電氣時(shí)代的今天,逆變和變頻已與我們的日常生活息息相關(guān),分類方法也千差萬別,但主要是以數(shù)字控制和智能控制為主,所以這里把逆變和變頻的實(shí)現(xiàn)技術(shù)分類為模擬法、數(shù)字法和實(shí)時(shí)計(jì)算法.其特點(diǎn)簡(jiǎn)介如下:
模擬法主要以SPWM技術(shù)為基礎(chǔ),以模擬電路、變壓器和少量小規(guī)模數(shù)字電路為主要實(shí)現(xiàn)器件,其特點(diǎn)是電路復(fù)雜、體積大,已逐漸被淘汰.
數(shù)字法主要以單片機(jī)的PWM口或其并口,利用軟件設(shè)置或編程,產(chǎn)生所需的PWM信號(hào).
另一數(shù)字法實(shí)現(xiàn)途徑是以單片機(jī)和專用集成電路(如:SLE4520,SA4828等)相結(jié)合,產(chǎn)生所需的PWM信號(hào).
上述數(shù)字法主要用于中低檔逆變和變頻技術(shù)中,其最大不足之處是所形成的PWM信號(hào)直流電壓利用率低,存在低次諧波.
在高端的逆變和變頻技術(shù)中,主要依據(jù)矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等算法通過DSP芯片(如TMS320F240)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算而生產(chǎn)PWM信號(hào),其主要不足是成本高、開發(fā)過程復(fù)雜、不易推廣普及.

2． 數(shù)碼控制方法提出與定義
前已敘述,現(xiàn)代控制方法中是以數(shù)字控制和智能控制為主流和發(fā)展方向,又考慮到在逆變和變頻技術(shù)中,主要以三相半橋和單相全橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為主,故以這兩種拓?fù)鋱D為主進(jìn)行數(shù)碼定義.
三相功率開關(guān)管圖定義如圖1所示:
  

           圖1 功率開關(guān)管示意圖

定義開關(guān)S0-S5邏輯1表示閉合,邏輯0表示斷開.各種有效的開關(guān)組合如下:
S5    S4    S3    S2    S1    S0    16進(jìn)制表示
1     0     1     0     0     1      29
1     0     0     1     0     1      25
1     0     0     1     1     0      26
S5      S4     S3      S2      S1     S0      16進(jìn)制表示
0       1       0       1       1       0       16
0       1       1       0       1       0       1A
0       1       1       0       0       1       19
0       0       1       0       0       1       09
1       0       0       0       0       1       21
1       0       0       1       0       0       24
0       0       0       1       1       0       06
0       1       0       0       1       0       12
0       1       1       0       0       0       18
1       0       1       0       0       0       28
0       0       0       1       0       1       05
1       0       0       0       1       0       22
0       1       0       1       0       0       14
0       0       1       0       1       0       0A
0       1       0       0       0       1       11
0       0       0       0       0       1       01
1       0       0       0       0       0       20
0      0      0      1      0     0     04
0      0      0      0      1     0     02
0      1      0      0      0     0     10
0      0      1      0      0     0     08
0      0      0      0      0     0     00
同理,給出單相數(shù)碼控制的開關(guān)組合:
S3      S2      S1      S0      16進(jìn)制表示
1       0       0       1        9
0       1       1       0        6
1       0       1       0       A
0       1       0       1       5
1       0       0       0       8
0       1       0       0       4
0       0       1       0       2
0       0       0       1       1
0       0       0       0       0

3．?dāng)?shù)碼控制方法物理意義淺析
在三相數(shù)碼控制中, 29、25、26、16、1A、19、09、21、24、06、12、18稱之為動(dòng)力碼,用于向負(fù)載提供能量;28、05、22、14、0A、11、01、20、04、02、10、08、00稱之為功能碼,用于消諧、降幅、續(xù)流、移相等.
在單相數(shù)碼控制中,9、6稱之為動(dòng)力碼,用于向負(fù)載提供能量;A、5、8、4、2、1、0稱之為功能碼,用于消諧、降幅、續(xù)流、移相等.
4．?dāng)?shù)碼控制方法應(yīng)用簡(jiǎn)介
根據(jù)需求,部分選用、全部或重復(fù)利用三相控制數(shù)碼,組合成至少一組序列數(shù)碼,以某種方式,按特定的時(shí)間間隔,依次輸出序列控制碼,并周而復(fù)始運(yùn)行,達(dá)到逆變或變頻之目的.如序列控制數(shù)碼和其間隔選擇合適,可減小甚至消除一定量的低次諧波,提高直流電壓利用率(最大值可達(dá)1.05).
5．?dāng)?shù)碼控制方法應(yīng)用舉例
當(dāng)按照以下時(shí)間間隔(單位為us):
94、1574、1513、1514、94、707;94、1574、1513、1514、94、707;94、1574、1513、1514、94、707;94、1574、1513、1514、94、707;94、1574、1513、1514、94、707;94、1574、1513、1514、94、707;
用下述數(shù)碼序列相應(yīng)控制S5-S0開關(guān)管且周而復(fù)始運(yùn)行時(shí),
08、00、01、00、20、21;01、00、20、00、04、24;20、00、04、00、02、06;04、00、02、00、10、12;02、00、10、00、08、18;10、00、08、00、01、09．
輸出的PWM信號(hào)基波線電壓峰峰值為0.3E,頻率為30Hz,且消除了2到10次諧波.

下一次上傳的內(nèi)容是:單相高頻純正弦逆變電源中控制芯片性能的簡(jiǎn)介與使用





關(guān)于特定諧波消除技術(shù)(SHEPWM),嚴(yán)格來講,這里用“消除”兩字是不太恰當(dāng)?shù)?應(yīng)該稱為“位移”,我們認(rèn)為更好一些,鑒于國(guó)內(nèi)外書本上都這樣叫,我們也就順勢(shì)而叫了!
之所以我們認(rèn)為把“消除”換成為“位移”更好些,這是因?yàn)?在我們求解超越方程組時(shí),雖然令前N次諧波的幅值A(chǔ)n=0,但我們都知道能量是守恒的,這部分能量不會(huì)消失掉的,而是“位移”到了n+1次以后的諧波上了,由于我們前n次低次諧波的能量“位移”到了n+1次以后的諧波上了,這就使后端濾波器的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單易行了!關(guān)于濾波器的設(shè)計(jì)問題以后再上傳有關(guān)內(nèi)容.

諸位看官,想必都是這方面的專家了,也許我們要介紹的芯片技術(shù)參數(shù)不可思議,但這卻是千真萬確的,記得我們首次公開這方面的研究成果時(shí),有許多專家是持異議的,后來陸續(xù)成了我們的好朋友,用戶!
HT1215 是針對(duì)單相高頻50Hz逆變電源而設(shè)計(jì)的,其直流電壓利用率是0.82~0.95,消除的諧波次數(shù)為360次,其開關(guān)頻率為18K,死區(qū)時(shí)間為650ns,如果用數(shù)學(xué)語言描述為:



也許有看官不相信,我們能解開如此多而復(fù)雜的超越方程組?這里給出一組解,當(dāng)A1=0.3時(shí),對(duì)應(yīng)的180個(gè)開關(guān)角如下:
0.4991    0.9956    1.4973    1.9912    2.4955    2.9869    3.4938    3.9825    4.4920    4.9781    5.4902    5.9737    6.4884    6.9694    7.4866    7.9650    8.4849    8.9607    9.4831    9.9563   10.4813   10.9520   11.4795   11.9476   12.4777   12.9433   13.4760   13.9390   14.4742   14.9347   15.4724   15.9304   16.4706   16.9261   17.4688   17.9218   18.4670   18.9176   19.4652   19.9133   20.4635   20.9091   21.4617   21.9049   22.4599   22.9007   23.4581   23.8965   24.4563   24.8924   25.4545   25.8882   26.4527   26.8841   27.4509   27.8800   28.4491   28.8759   29.4473   29.8718   30.4455   30.8678   31.4437   31.8637   32.4419   32.8597   33.4401   33.8557   34.4382   34.8518   35.4364   35.8478   36.4346   36.8439   37.4328   37.8400   38.4310   38.8362   39.4291   39.8323   40.4273   40.8285   41.4255   41.8247   42.4236   42.8209   43.4218   43.8172   44.4199   44.8135   45.4181   45.8098   46.4162   46.8061   47.4144   47.8025   48.4125   48.7989   49.4106   49.7953   50.4087   50.7918   51.4068   51.7882   52.4049   52.7848   53.4030   53.7813   54.4011   54.7779   55.3992   55.7745   56.3973   56.7711   57.3953   57.7677   58.3934   58.7644   59.3915   59.7611   60.3895   60.7579   61.3875   61.7547   62.3855   62.7515   63.3835   63.7483   64.3815   64.7451   65.3795   65.7420   66.3775   66.7390   67.3755   67.7359   68.3734   68.7329   69.3713   69.7299   70.3693   70.7269   71.3672   71.7240   72.3651   72.7211   73.3630   73.7182   74.3608   74.7154   75.3587   75.7125   76.3565   76.7097   77.3543   77.7070   78.3521   78.7042   79.3499   79.7015   80.3477   80.6988   81.3454   81.6962   82.3431   82.6935   83.3408   83.6909   84.3385   84.6884   85.3362   85.6858   86.3338   86.6833   87.3315   87.6807   88.3291    88.6783    89.3266    89.6758

哪位看官,如有興趣,不妨代入有關(guān)公式驗(yàn)證一下,看A1是不是等于0.3   A3,A5,……,A359是不是等于零.
HT1215及其系列芯片,是在國(guó)外著名廠商協(xié)議芯片的基礎(chǔ)上研發(fā)的,它的各種物理性能請(qǐng)看官絕對(duì)放心!下面介紹一下其管腳的功能:
PIN1:電源腳,供電電壓 4.5~5.5V
PIN2,PIN3:外接24MHz晶體
PIN4:遙控腳  當(dāng)該腳為低電平時(shí),芯片正常輸出PWM1~PWM4信號(hào),當(dāng)該腳為高電平時(shí),PWM1~PWM4輸出全低電平,如不用該遙控功能,可通過一個(gè)1K電阻接地即可
PIN5,PIN6:內(nèi)部控制腳,分別通過一個(gè)1uF電容和一個(gè)1K電阻接地
PIN7~PIN10:PWM1~PWM4信號(hào)輸出.每個(gè)PWM信號(hào)均為TTL電平,這里所推薦的后端驅(qū)動(dòng)電路是IR2110,通過IR2110再去控制MOS管.由于HT系列芯片的灌電流和拉電流達(dá)到25mA,可以用它來帶動(dòng)光耦,更多的使用方法,請(qǐng)看官們自己試了!
PIN11:故障控制腳,低電平有效,有效時(shí)間須大于2us,有效時(shí)各PWM腳輸出低電平,該腳可用于輸出短路關(guān)斷控制,也可用于輸出電流過載關(guān)斷控制
PIN12:穩(wěn)壓反饋輸入,根據(jù)輸出反饋電壓的大小調(diào)節(jié)直流電壓利用率(相當(dāng)于DC/DC中的占空比),從而達(dá)到穩(wěn)壓的效果,具體的反饋電路請(qǐng)參見我們的網(wǎng)站(www.harmotech.cn)    
PIN13:故障輸出或待機(jī)指示,高電平有效,即當(dāng)芯片工作時(shí),如果PIN11是低電平或者PIN4是高電平,PIN13將輸出高電平.
PIN14:電源地腳
本次上傳內(nèi)容未完,待傳!